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1、第 5 章 传感器及其应用第 5 章 传感器及其应用 传感器Error! 一、敏感元件的特点及应用 本章敏感元件有热敏电阻和光敏电阻它们的特点如下: 1热敏电阻是由半导体材料制成,阻值随温度升高而减小 2光敏电阻是由半导体材料制成,阻值随光照强度的增强而减小 例 1 如图 1 所示,RT为正温度系数热敏电阻,R1为光敏电阻,R2和R3均为定值电阻,电源 电动势为E,内阻为r,电压表为理想电压表,现发现电压表示数增大,可能的原因是( ) 图 1 A热敏电阻温度升高,其他条件不变 B热敏电阻温度降低,其他条件不变 C光照增强,其他条件不变 D光照减弱,其他条件不变 答案 BD 解析 电压表示数增大
2、,而R3为定值电阻,说明流经R3的电流增大,由电路结构可知,这可 能是由于RT阻值减小或R1阻值增大,由热敏电阻和光敏电阻特性知,可能是由于温度降低或 光照减弱,故 B、D 正确,A、C 错误 例 2 小强用恒温箱进行实验时,发现恒温箱的温度持续升高,无法自动控制经检查,恒 温箱的控制器没有故障原理图如图 2 所示,下列对故障判断正确的是( ) 图 2 A只可能是热敏电阻出现故障 B只可能是温度设定装置出现故障 C热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D可能是加热器出现故障 答案 C 解析 由恒温箱原理图可知,若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向控制器传递错 误信息,导致控制器发出错误指
3、令,故 C 正确,A、B 错误 ; 若加热器出现故障,只有一种可能, 即不能加热,而题中加热器一直加热才会使温度持续升高,故 D 错误 二、生活中的传感器 传感器一般是把非电学量转换为电学量,因此往往与电子元件一起构成电路,比较常见的 传感器都可以与电路进行组合,所以一定要注意电路分析,特别是要弄清楚各种敏感元件的 特性及各种常用电子元件的工作特点,并针对具体问题具体分析,灵活处理 例 3 某同学设计的家庭电路保护装置如图 3 所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕 成当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关 K,从而切 断家庭电路仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下
4、列说法正确的有( ) 图 3 A家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零 B家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变 C家庭电路发生短路时,开关 K 将被电磁铁吸起 D地面上的人接触火线发生触电时,开关 K 将被电磁铁吸起 答案 ABD 解析 由于零线、火线中电流方向相反,产生的磁场方向相反,所以家庭电路正常工作时,L2 中的磁通量为零,选项 A 正确;家庭电路发生短路和用电器增多时均不会引起L2中磁通量的 变化,选项 B 正确,C 错误;地面上的人接触火线发生触电时,线圈L1中磁场的变化引起L2 中 磁通量的变化,产生感应电流,吸起开关 K,切断家庭电路,选项 D 正确 例 4 如图 4
5、 甲所示,为热敏电阻的Rt图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个 简单恒温箱温控电路,继电器的电阻为 100 .当线圈的电流大于或等于 20 mA 时,继电器的 衔铁被吸合为继电器线圈供电的电池的电动势E9.0 V,内阻可以不计图中的“电源” 是恒温箱加热器的电源则 图 4 (1)应该把恒温箱内的加热器接在_(填“A、B端”或“C、D端”) (2)如果要使恒温箱内的温度保持在 50,可变电阻R的阻值应调节为_. 答案 (1)A、B端 (2)260 解析 (1)恒温箱内的加热器应接在A、B端当线圈中的电流较小时,继电器的衔铁在上方, 恒温箱的加热器处于工作状态,恒温箱内温度升高 (2)随着恒温箱内温度升高,热敏电阻R的阻值变小,则线圈中的电流变大,当线圈中的电流 大于或等于 20 mA 时,继电器的衔铁被吸到下方来,则恒温箱加热器与电源断开,加热器停止 工作,恒温箱内温度降低随着恒温箱内温度降低,热敏电阻R的阻值变大,则线圈中的电 流变小,当线圈的电流小于 20 mA 时,继电器的衔铁又被释放到上方,则恒温箱加热器又开始 工作,这样就可以使恒温箱内保持在某一温度要使恒温箱内的温度保持在 50C,即 50C 时线圈内的电流为 20 mA.由闭合电路欧姆定律I,r为继电器的电阻由题图甲 E rRR 可知,50C 时热敏电阻的阻值为 90 ,所以R (rR)260 . E I
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